調度自動(dòng)化實(shí)時(shí)系統與MIS系統間數據交換功能的開(kāi)發(fā)

　　摘　要　在電力系統實(shí)際運行中，調度自動(dòng)化實(shí)時(shí)系統與管理信息系統間存在數據交換的技術(shù)開(kāi)發(fā)問(wèn)題。以廣州電力工業(yè)局調度自動(dòng)化OASYS的系統的工程實(shí)際為基礎，介紹一種實(shí)時(shí)SCADA系統與管理信息MIS系統間交換數據的實(shí)現方式。

　　在電力系統的生產(chǎn)運行中，電網(wǎng)數據不僅要采集并反映在調度自動(dòng)化實(shí)時(shí)系統，也需要傳送到管理信息系統，為企業(yè)管理部門(mén)提供決策依據。因此，在調度自動(dòng)化系統改造的過(guò)程中，調度自動(dòng)化系統改造的過(guò)程中，調度自動(dòng)化實(shí)時(shí)系統與MIS系統間互聯(lián)是工程人員面臨的一項重要技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。

　　目前國內調度自動(dòng)化實(shí)時(shí)系統一般選用UNIX操作系統下的工作站方式，采用TCP／IP工業(yè)標準協(xié)議，基于X-Windows的圖形標準；而企業(yè)MIS系統一般沿用了NOVELL網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，采用ipx協(xié)議，基于MicrosoftWindows圖形應用標準。在這兩種不同的系統之間，如果要實(shí)現圖形交換，難度較大，所涉及的工作量也非常龐大。相對而言，實(shí)現系統間的數據信息交換就比較簡(jiǎn)單。出于工程考慮，調度自動(dòng)化實(shí)時(shí)系統與MIS系統間的互聯(lián)一般可以歸結為兩系統間的數據交換問(wèn)題。

1　選擇系統數據互聯(lián)方式

　　廣州電力工業(yè)局引進(jìn)的調度自動(dòng)化實(shí)時(shí)OASyS系統是一個(gè)基于TCP／IP技術(shù)的局域網(wǎng)系統，而MIS系統沿用了以往的NOVELL3.12網(wǎng)絡(luò )，兩個(gè)系統間存在數據交換的必要任務(wù)：OASyS系統的實(shí)時(shí)數據需要提供給MIS系統顯示，MIS系統需要向OASyS系統提供電網(wǎng)設備參數數據等。

　　在系統數據互聯(lián)方式上，廣州電力工業(yè)局作了較詳細的調研工作，考慮了以下幾種方式：

　　a)升級NOVELL服務(wù)器軟件版本，開(kāi)發(fā)Netware下的TCP／IP協(xié)議功能；

　　b)改造MIS網(wǎng)，選用支持TCP／IP協(xié)議通信的網(wǎng)絡(luò )系統形式；

　　c)設置轉發(fā)機，在TCP／IP與ipx之間進(jìn)行轉換。

　　考慮到技術(shù)力量分布和工程進(jìn)度實(shí)際情況，前兩種方式都存在開(kāi)發(fā)工期太長(cháng)的問(wèn)題，而且MIS網(wǎng)改造本身就是一項規模比較龐大的獨立工程，不適宜在調度自動(dòng)化改造項目中同時(shí)考慮。采用第三種方式有利于在現有系統條件下滿(mǎn)足生產(chǎn)實(shí)際的迫切需要，開(kāi)發(fā)投入很少，利于有步驟地實(shí)現全局效益。

　　應該指出，采用轉發(fā)機方式，只能完成數據部分的網(wǎng)絡(luò )交換，MIS系統還必須維護一套單獨的圖形界面，這對于已存在舊MIS系統的情況比較實(shí)用，但最終發(fā)展應該走向一體化結構。

　　轉發(fā)機的設置方式有幾種，可以選擇轉發(fā)機在MicrosoftWindows95／98平臺上進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，也可以尋找DOS平臺上的一些應用軟件進(jìn)行支撐，以達到協(xié)議轉換的目的。由于歷史應用原因，廣州電力工業(yè)局選擇了基于DOS平臺的轉發(fā)軟件開(kāi)發(fā)。

2　系統結構介紹

　　圖1表明，在硬件連接上，網(wǎng)絡(luò )多口開(kāi)關(guān)NETWORKSWITCH是調度自動(dòng)化實(shí)時(shí)系統和MIS系統的物理連接點(diǎn)，具有多個(gè)UTP端口，同時(shí)提供實(shí)時(shí)網(wǎng)和MIS網(wǎng)的物理連接位置。在物理層上，TCP／IP協(xié)議和ipx協(xié)議可以同時(shí)在雙絞線(xiàn)介質(zhì)上工作，網(wǎng)絡(luò )數據包可以在網(wǎng)絡(luò )多口開(kāi)關(guān)的各端口之間進(jìn)行傳輸。另外網(wǎng)絡(luò )多口開(kāi)關(guān)提供物理屏蔽作用，使得ipx協(xié)議的數據包不流向實(shí)時(shí)網(wǎng)，實(shí)時(shí)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )安全和負荷得到保證。

　　轉發(fā)機采用一臺普通微機實(shí)現，配置一塊10Mbit／s速率以太網(wǎng)卡。

3　轉發(fā)機網(wǎng)絡(luò )功能層次

　　由系統硬件連接方式可以看出，轉發(fā)機通過(guò)網(wǎng)絡(luò )多口開(kāi)關(guān)，一方面要完成與OASyS系統間的TCP／IP協(xié)議數據包的交換，采集實(shí)時(shí)網(wǎng)提供的電網(wǎng)運行實(shí)時(shí)數據；另一方面要完成與MIS服務(wù)器之間的ipx協(xié)議數據包交換，將電網(wǎng)運行數據發(fā)布到MIS系統中。這就要求轉發(fā)機同時(shí)具有處理TCP／IP協(xié)議和ipx協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )軟件功能。圖2為轉發(fā)機的網(wǎng)絡(luò )功能層次示意圖。

　　在DOS平臺上，轉發(fā)機要同時(shí)實(shí)現TCP／IP和ipx協(xié)議應用，必須借助于一定的支撐軟件。在DOS操作系統中實(shí)現ipx協(xié)議應用是完全遵從NOVELL網(wǎng)絡(luò )工作站定義的，但是DOS本身并不具備TCP／IP協(xié)議的處理能力，如果要在DOS操作系統下同時(shí)實(shí)現這兩種網(wǎng)絡(luò )協(xié)議應用，并兼用同一的網(wǎng)卡物理驅動(dòng)，需要尋求一種合適的支撐平臺。

　　通過(guò)對系統的應用條件大量調研，廣州電力工業(yè)局選擇了SUN公司出品的PC-NFS軟件來(lái)實(shí)現DOS平臺下的兩種網(wǎng)絡(luò )協(xié)議轉換應用處理。

4　PC-NFS軟件的原理和設置

　　NFS(networkfilesystem)是UNIX操作系統中的一個(gè)標準應用，完成數據文件的網(wǎng)絡(luò )映射和共享。P-NFS，即在基于DOS操作系統的微機上實(shí)現NFS功能。

　　在轉發(fā)機上安裝PC-NFS軟件，可以將OASyS實(shí)時(shí)系統中充當通信功能工作站的某文件路徑映射為轉發(fā)機的一個(gè)當地盤(pán)符；同時(shí)在轉發(fā)機上安裝NOVELL工作站標準驅動(dòng)軟件，MIS網(wǎng)的NOVELL服務(wù)器的某文件路徑映射為轉發(fā)機的另一盤(pán)符。轉發(fā)機的應用程序只需在兩個(gè)盤(pán)符之間完成數據文件內容交換或數據廣播，就可實(shí)現兩個(gè)系統之間的數據轉發(fā)功能。同時(shí)，在轉發(fā)機上還可以運行數據統計打包模塊，實(shí)現諸如實(shí)時(shí)、總加、整點(diǎn)等數據分析功能。

　　要注意NFS的完整應用。不管是提供共享文件的工作站主機，還是享受共享文件內容的機器，都要開(kāi)放并定義相應的NFS功能。在OASyS系統中，要使用#setup來(lái)激活通信節點(diǎn)機的NFS功能，定義開(kāi)放的子目錄，以及定義作為開(kāi)放對象的機器名稱(chēng)。

　　在轉發(fā)機安裝PC-NFS軟件的步驟為：

　　a)首先在工作站安裝NetWare工作站軟件，登錄到NetWare服務(wù)器，注意采用lsl.com carddriver.com ipxodi.com的方式，避免使用ipx.com方式。因為ODI方式下，PC-NFS的TCP／IP協(xié)議應用可以與ipx協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )物理驅動(dòng)兼用。

　　b)安裝PC-NFS軟件。根據提示，輸入提供NFS服務(wù)的主機名稱(chēng)、IP地址、路徑，本地(轉發(fā)機)的名稱(chēng)、IP地址及登錄的用戶(hù)名等內容。

　　c)運行PC-NFS的mt程序，選擇提供NFS服務(wù)的主機名稱(chēng)、路徑、IP地址、鎖文件方式、開(kāi)機自動(dòng)映射等薦，使得轉發(fā)機在開(kāi)機過(guò)程中可以自動(dòng)形成工作站節點(diǎn)路徑的映射盤(pán)符。

5　轉發(fā)數據過(guò)程

　　在轉發(fā)機，實(shí)時(shí)系統通信節點(diǎn)機盤(pán)符與MIS網(wǎng)服務(wù)器盤(pán)符生成后，要開(kāi)發(fā)相應的應用程序，以實(shí)現兩側系統數據的交換。應用程序的編制可以采取定時(shí)器方式，在規定的時(shí)間周期到達時(shí)，激活從實(shí)時(shí)網(wǎng)數據文件讀數，并廣播到MIS系統中，或寫(xiě)入MIS服務(wù)器特定文件的進(jìn)程。

　　在廣州電力工業(yè)局實(shí)時(shí)OASyS系統與MIS系統之間，主要完成三類(lèi)數據的轉發(fā)工作，分別是實(shí)時(shí)電網(wǎng)運行數據，系統主要遙測總加點(diǎn)的歷史運行數據，和系統所有遙測量的歷史整點(diǎn)數據。有鑒于此，轉發(fā)機應用軟件的編寫(xiě)方面，分別考慮這三類(lèi)數據的讀寫(xiě)處理。一個(gè)很重要的問(wèn)題在于，作為數據來(lái)源，OASyS系統的通信節點(diǎn)機上必須根據轉發(fā)內容的定義，運行必要的進(jìn)程生成相應的數據文件。

　　在廣州電力工業(yè)局OASyS系統中，我們開(kāi)發(fā)了在調度界面顯示電網(wǎng)設備參數的應用程序，由于調用過(guò)程簡(jiǎn)單、內容詳實(shí)，深受調度人員喜愛(ài)，其中實(shí)時(shí)網(wǎng)上的設備參數信息來(lái)源于MIS網(wǎng)中的有關(guān)數據庫內容�？紤]到轉發(fā)機處于兩個(gè)系統的聯(lián)系地位，在轉發(fā)機的應用程序中，我們設計了一個(gè)專(zhuān)門(mén)的模塊，將MIS系統的數據信息定時(shí)傳送到實(shí)時(shí)SCADA系統中。

　　由于轉發(fā)機應用軟件是獨立編程，可以避免MIS網(wǎng)中機器隨意破壞實(shí)時(shí)系統運行的可能性。同時(shí)由于轉發(fā)機的應用處理對象基本上是數據文件，在程序的模塊化處理、增刪功能方面很有優(yōu)勢。

6　工程實(shí)施情況

　　廣州電力工業(yè)局OASyS系統與MIS系統間數據交換的工作在調度自動(dòng)化新系統投運的同時(shí)就完成各項軟件編程和測試工作，經(jīng)過(guò)試運行和修改階段，現在已完全投入生產(chǎn)運行。根據設計基本思路，OASyS系統與MIS系統間實(shí)現了實(shí)時(shí)、歷史、電網(wǎng)設備參數等數據的交換工作。運行情況表明，網(wǎng)絡(luò )支撐平臺和轉發(fā)應用運行穩定，沒(méi)有出現網(wǎng)絡(luò )協(xié)議處理出錯的情況。

7　結束語(yǔ)

　　運用PC-NFS軟件開(kāi)發(fā)調度自動(dòng)化實(shí)時(shí)系統與管理信息系統之間的數據轉發(fā)功能，能滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)需要，具有開(kāi)發(fā)周期短、編程清晰明了、運行穩定可靠的特點(diǎn)，是完善電力企業(yè)調度自動(dòng)化系統改造項目的有效配套技術(shù)開(kāi)發(fā)內容。



作者：李鵬　陳皓　陳潔然　韋建萍

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